麻省理工学院研究人员开发的一种色彩缤纷的新设计工具允许个人创建偏振光马赛克，这些马赛克可以打印在玻璃纸上，以制作数据可视化、被动光显示、机械动画、时尚配饰、教育科学和设计工具等。

麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室 (CSAIL) 的电气工程和计算机科学博士生 Ticha Melody Sethapakdi 正在领导使用再生纤维素来制造她称之为 Polagons 的机器制造的变色马赛克使用偏振光来通知和取悦。这种偏振光马赛克以前是手工制作的，Sethapakdi 的灵感来自 Austine Wood Comarow 等艺术家，他们的创新“极光艺术”基于相同的物理原理。然而，新的计算 Polagon 设计系统支持基于激光切割和焊接的制造过程，所有这些都需要用户进行最少的组装。

用户首先导入定制的马赛克设计，系统根据用户的玻璃纸供应计算出可行的调色板。将多个设计上传到界面允许用户创建可以从一个图像过渡到另一个图像的“变形”马赛克。然后是物流：Polagons 为每个场景优化必要的组成部分，例如所需的纸张类型和数量。一旦用户完成上传设计、玩弄颜色并可视化颜色变化行为，他们就可以导出制造文件并在激光切割机中将它们切碎。

无论如何，玻璃纸有什么特别之处？这些薄片具有称为双折射的特性，这意味着当光通过时，光速因传播角度而异。当将薄片放入两个偏振器（仅让某些极性的光通过而阻挡其他光通过的材料）的“三明治”中时，它们看起来是彩色的。您看到的颜色取决于材料中的不同因素，例如厚度和材料相对于两个偏振器的角度。要创建变色效果，您只需旋转图像或偏振器，因为这样您就改变了光传播的角度。

“也许，在未来，由于这些设计是非电子的，它们可以实现有趣的水下应用，你可以将这些类型的马赛克放在电子设备可能难以停留的地方。这就是这里的特别之处，所有这些变色效果是机械的，”Sethapakdi 说。

Polagons 的一个限制是无法以连续的方式表示彩虹上的每种颜色。该团队认为，一个潜在的解决方案可能是改变制造过程，以支持一种恒定的建筑颜色模式。这可能意味着 3D 打印双折射材料以访问更广泛的调色板并对颜色进行更多控制。 

“在创建这个系统时，我最感兴趣的是使这种艺术形式民主化，并帮助保存一些可能只有技术人员才能接触到的东西。如果这种分层原则的创造者 Austine Wood Comarow 的家人出了什么事，艺术会不会随之消亡？如果我们没有办法保存或延续它，那么你就会失去对世界来说非常宝贵的东西，”Sethapakdi 说。“我认为构建这些使小众艺术形式民主化的系统具有真正的好处。我们希望这个工具可以扩展现代偏振光镶嵌师的社区。由于我们正在让更多的用户可以访问此过程，因此它可以将新的可编程材料添加到 [人机交互] 的选项面板中。”

Sethapakdi 最近与 Laura Huang '21 一起写了一篇关于 Polagons 的论文，Laura Huang 是麻省理工学院的前机械工程本科生，现任 Neocis 的机械工程师；Vivian Chan，布朗大学和罗德岛设计学院硕士生；MIT CSAIL 博士后 Mackenzie Leake；Stefanie Mueller，麻省理工学院 EECS 副教授，CSAIL 首席研究员；台湾大学助理教授郑龙鹏；Fernando Fuzinatto Dall'Agnol，圣卡塔琳娜联邦大学教授。该研究将在 2023 年计算系统人为因素大会 (CHI 2023) 上发表。